CN115087472A - 用于产生用于腹膜透析的流体的系统和方法 - Google Patents
用于产生用于腹膜透析的流体的系统和方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种用于产生用于腹膜透析(PD)的流体的系统(1),该系统(1)包括:流体路径(2),包括:两个或更多个PD浓缩液连接器(3a、3b、3c),每个连接器被配置为连接到PD浓缩流体(4a、4b、4c)的源;以及入口连接器(5a、23a),被配置为连接到流体管线(5、11),该流体管线(5、11)被布置为用于输送来自患者的流出流体;正向渗透(FO)单元(6),包括由FO膜(6c)分隔开的抽取侧(6a)和供给侧(6b),该FO单元(6)流体连接到该流体路径(2),其中,该FO单元(6)被配置为在该抽取侧(6a)接收一种或多种PD浓缩流体(4a、4b)并在该供给侧(6b)接收流出物,其中,借助于该抽取侧(6a)与该供给侧(6b)之间的渗透压梯度,水通过该FO膜(6c)从该流出物被输送到该一种或多种PD浓缩流体,从而将该一种或多种PD浓缩流体稀释成经稀释的PD浓缩流体;浓度传感器(8),被配置为感测所述经稀释的PD浓缩流体的浓度,或称重秤(72),用于感测所述经稀释的PD浓缩流体的重量;以及控制装置(10),被配置为:控制流出流体进入所述供给侧(6b)的流速,基于(i)由所述浓度传感器(8)感测到的浓度或(ii)由所述称重秤(72)感测到的重量,控制所述一种或多种PD浓缩流体(4a、4b)进入所述抽取侧(6a)的流速,以产生所述经稀释的PD浓缩流体,并且控制第二浓缩液或第三浓缩液(4c)进入所述经稀释的PD浓缩流体的流速以形成最终的PD流体。
Description
技术领域
本发明涉及腹膜透析领域,并且涉及用于产生用于腹膜透析处理的流体的系统和方法。
背景技术
腹膜透析(PD)是用于治疗患有肾功能衰竭的患者的方法。在PD期间,患者的腹膜腔被填充新鲜的PD流体,并且废物和液体从患者的血液中经由患者的腹膜被输送到新鲜的PD流体。用过的PD流体随后从患者排出。存在若干种类的PD。在自动腹膜透析(APD)中,机器或循环仪用于用新鲜的PD流体填充腹膜腔,并在指定的停留时段后自动将用过的PD溶液从体内排出。该程序重复数次,通常在夜间进行。
在连续流动腹膜透析(CFPD)中,机器用于向患者的腹膜腔提供连续流动的新鲜PD流体,以及来自患者的连续流动的用过的PD流体。当今市场上的APD系统使用集中制造的PD流体,这些流体被运送给患者,准备好在储存在患者家中的袋中使用。
PD流体的运输增加了处理成本并对环境具有负面影响。在患者家中储存PD流体对空间要求很高。治疗前患者对PD流体的处理增加了患者的负担,其中许多患者发现在治疗开始之前将PD流体袋放置在正确的位置是很重的。因此,需要减少上面列出的负面后果。
发明内容
本公开的目的是减轻现有技术的至少一些缺点。另一目的是提供一种用于在护理点处产生用于PD的流体的具有成本效益的解决方案。又一目的是提供一种用于在护理点处产生用于PD的流体的解决方案,该解决方案消耗少量的水。
这些目的和其他目的至少部分地通过根据独立权利要求的系统和方法以及通过根据从属权利要求的实施例来实现。
根据可以与其任何其他方面或部分组合的本公开的一个方面,本公开涉及一种用于产生用于腹膜透析(PD)的流体的系统。该系统包括流体路径,该流体路径具有一个或多个PD浓缩液连接器和入口连接器,每个PD浓缩液连接器被配置为连接到PD浓缩流体的源,该入口连接器被配置为连接到流体管线,该流体管线被布置为用于输送来自患者的流出流体。该系统还包括正向渗透(FO)单元,该FO单元包括由FO膜分隔开的抽取侧和供给侧。FO单元流体连接到流体路径。FO单元被配置为在抽取侧接收一种或多种PD浓缩流体并且在供给侧接收流出物,其中,借助于抽取侧与供给侧之间的渗透压梯度,来自流出物的水通过FO膜被输送到一种或多种PD浓缩流体。从而一种或多种PD浓缩流体被稀释成经稀释的PD浓缩流体。该系统还包括被配置为感测经稀释的PD浓缩流体的浓度的浓度传感器,或用于感测经稀释的PD浓缩流体的重量的称重秤。该系统还包括控制装置,该控制装置被配置为控制流出流体进入供给侧的流速,基于(i)由浓度传感器感测到的浓度或(ii)由称重秤感测到的重量控制一种或多种PD浓缩流体进入抽取侧的流速,以产生经稀释的PD浓缩流体,并控制第二浓缩液或第三浓缩液进入经稀释的PD浓缩流体的流速以形成最终的PD流体。
所提出的系统可以再利用来自流出物的水,从而减少新纯净水的需求。与使用自来水净化本地制造PD流体相比,可以使净化单元的复杂度和成本降低,因为可以减小净化单元的容量。与整个流体体积的集中制造和运送相比,可以减少要运送的流体体积。
根据可以与其任何其他方面或部分组合的本公开的另一方面,该系统包括浓度传感器,该浓度传感器被配置为感测经稀释的PD浓缩流体的浓度。控制装置被配置为基于经稀释的PD浓缩流体的感测到的浓度控制一种或多种PD浓缩流体进入抽取侧的流速。
根据可以与其任何其他方面或部分组合的本公开的另一方面,控制装置被配置为控制流出流体进入供给侧的流速并控制一种或多种PD浓缩流体进入抽取侧的流速到匹配最终的PD流体的特定产生速率的流速,以在最终的PD流体中达到一种或多种PD浓缩流体的规定浓度。
根据可以与其任何其他方面或部分组合的本公开的另一方面,控制装置包括第一泵,该第一泵被配置为控制一种或多种PD浓缩流体进入抽取侧的流速。
根据可以与其任何其他方面或部分组合的本公开的另一方面,(i)控制流出流体进入供给侧的流速,并(ii)控制一种或多种PD浓缩流体的流速以产生经稀释的PD浓缩流体在处理之前执行。
根据可以与其任何其他方面或部分组合的本公开的另一方面,控制装置被配置为使得输送来自患者的流出流体以进行储存在处理之前执行。
根据可以与其任何其他方面或部分组合的本公开的另一方面,流体路径包括渗透剂连接器,该渗透剂连接器被配置为连接到渗透剂源。控制装置被配置为将渗透剂从渗透剂源供应到流体路径,以在最终的PD流体中达到渗透剂的规定浓度。
根据可以与其任何其他方面或部分组合的本公开的另一方面,该系统包括另一个泵,该另一个泵被配置为控制渗透剂从渗透剂源到流体路径的流速。
根据可以与其任何其他方面或部分组合的本公开的另一方面,流体路径包括位于FO渗透单元下游的水源连接器,其中,水源被配置为连接到纯净水源。控制装置被配置为将纯净水从纯净水源供应到经稀释的PD浓缩流体,以达到最终的PD流体的规定组成。
根据可以与其任何其他方面或部分组合的本公开的另一方面,该系统被配置为感测最终的PD流体的浓度。控制装置被配置为控制经稀释的一种或多种PD浓缩流体的流速,以基于感测到的最终的PD流体的浓度达到最终的PD流体的规定组成。
根据可以与其任何其他方面或部分组合的本公开的另一方面,该系统包括系统泵,该系统泵被配置为控制最终的PD流体的流速。
根据可以与其任何其他方面或部分组合的本公开的另一方面,该系统包括流体连接到或可连接到流体路径的容器,其中,该容器被布置成接收经稀释的PD浓缩流体。
根据可以与其任何其他方面或部分组合的本公开的另一方面,该系统包括流出物泵,该流出物泵被布置成控制流出流体进入FO单元的供给侧的流速。
根据可以与其任何其他方面或部分组合的本公开的另一方面,该系统包括被配置为加热流体路径中的流体的加热器。
根据可以与其任何其他方面或部分组合的本公开的另一方面,该系统包括流体连接到流体路径和入口连接器的流出物容器,其中,该流出物容器被布置成在从患者接收到的流出流体被输送到FO单元的供给侧中之前收集从患者接收到的流出流体。
根据可以与其任何其他方面或部分组合的本公开的另一方面,流体路径包括循环流体路径,并且其中,控制装置被配置为使经稀释的PD浓缩流体在循环流体路径中循环,直到满足经稀释的PD浓缩流体的混合标准为止。
根据可以与其任何其他方面或部分组合的本公开的另一方面,一种或多种PD浓缩液源中的一个包括流体,该流体包括乳酸、乙酸、柠檬酸、碳酸氢盐、KCl、MgCl2、CaCl2和NaCl中的一个或多个。
根据可以与其任何其他方面或部分组合的本公开的另一方面,PD浓缩流体中的一个包括比PD浓缩液的完全混合版本中的组分溶液更高浓度的组分溶液(例如,NaCl),而PD浓缩流体中的另一个包括剩余的浓缩液。
根据可以与其任何其他方面或部分组合的本公开的另一方面,称重秤被配置为与经稀释的PD浓缩液容器一起操作,并且包括被配置为与一种或多种PD浓缩流体一起操作的第二称重秤。
根据可以与其任何其他方面或部分组合的本公开的另一方面,该系统是连续流动腹膜透析(CFPD)系统,并且包括排放泵,该排放泵被定位和布置成将来自患者的流出物泵送至用于传送到FO单元的供给侧的位置。
根据可以与其任何其他方面或部分组合的本公开的另一方面,控制装置包括第一泵和第二PD浓缩液泵,该第一泵被配置为从经稀释的PD浓缩液容器泵送经稀释的一种或多种PD浓缩流体,该第二PD浓缩液泵被配置为将一种或多种PD浓缩流体泵送至FO单元的抽取侧中。
根据可以与其任何其他方面或部分组合的本公开的另一方面,该系统包括管线和阀,该管线和阀被定位和布置成使最初但未完全经稀释的PD浓缩流体能够被重新定向以传送到FO单元的供给侧。
根据可以与其任何其他方面或部分组合的本公开的另一方面,该系统包括被配置和布置成在FO单元的供给侧上产生比抽取侧更高的压力的设备。
根据可以与其任何其他方面或部分组合的本公开的另一方面,本公开包括一种用于在包括正向渗透(FO)单元的系统中产生用于腹膜透析(PD)的流体的方法。该FO单元包括由FO膜分隔开的抽取侧和供给侧,该FO单元被配置为在抽取侧接收一种或多种PD浓缩流体并且在供给侧接收来自PD患者的流出流体,以借助于抽取侧与供给侧之间的渗透压梯度通过FO膜将来自流出物的水输送到一种或多种PD浓缩流体,从而将一种或多种PD浓缩流体稀释成经稀释的PD浓缩流体。该方法包括控制流出流体进入FO单元的供给侧的流速,并基于由浓度传感器感测到的浓度或由称重秤感测到的重量,控制一种或多种PD浓缩流体进入抽取侧的流速,以产生经稀释的PD浓缩流体。该方法还包括控制第二浓缩液进入经稀释的PD浓缩流体的流速以形成最终的PD流体。
根据可以与其任何其他方面或部分组合的本公开的另一方面,该方法包括在处理之前控制流出物的流速和一种或多种PD浓缩流体的流速,并且控制第二浓缩液或第三浓缩液的流速在处理期间执行。
根据可以与其任何其他方面或部分组合的本公开的另一方面,该方法包括控制流出流体进入FO单元的供给侧的流速;以及控制一种或多种PD浓缩流体进入抽取侧的流速到匹配最终的PD流体的特定产生速率的流速,以在最终的PD流体中达到一种或多种PD浓缩流体的规定浓度。
根据可以与其任何其他方面或部分组合的本公开的另一方面,该方法包括感测经稀释的PD浓缩流体的浓度并基于感测到的经稀释的PD浓缩流体的浓度控制一种或多种PD浓缩流体进入抽取侧的流速。
根据可以与其任何其他方面或部分组合的本公开的另一方面,该方法包括使用第一泵控制一种或多种PD浓缩流体进入抽取侧的流速。
根据可以与其任何其他方面或部分组合的本公开的另一方面,该方法包括将渗透剂从渗透剂源供应到流体路径,以在最终的PD流体中达到渗透剂的规定浓度。
根据可以与其任何其他方面或部分组合的本公开的另一方面,供应包括利用另一个泵控制渗透剂从渗透剂源到流体路径的流速。
根据可以与其任何其他方面或部分组合的本公开的另一方面,该方法包括将纯净水从位于FO渗透单元下游的纯净水源供应到经稀释的PD浓缩流体,以达到最终的PD流体的规定组成。
根据可以与其任何其他方面或部分组合的本公开的另一方面,该方法包括感测最终的PD流体的浓度,并且基于感测到的浓度控制一种或多种PD浓缩流体进入抽取侧的流速以达到最终的PD流体的规定组成。
根据可以与其任何其他方面或部分组合的本公开的另一方面,该方法包括利用系统泵控制最终的PD流体的流速。
根据可以与其任何其他方面或部分组合的本公开的另一方面,该方法包括将经稀释的PD浓缩流体引导至容器中。
根据可以与其任何其他方面或部分组合的本公开的另一方面,该方法包括使用流出物泵控制流出流体进入供给侧的流速。
根据可以与其任何其他方面或部分组合的本公开的另一方面,该方法包括利用加热器加热流体路径中的流体。
根据可以与其任何其他方面或部分组合的本公开的另一方面,该方法包括在将流出流体输送到FO单元的供给侧之前将流出流体收集在流出物容器中。
根据可以与其任何其他方面或部分组合的本公开的另一方面,该方法包括使经稀释的PD浓缩流体在循环流体路径中循环,直到满足经稀释的PD浓缩流体的混合标准为止。
根据可以与其任何其他方面或部分组合的本公开的又一方面,本公开涉及一种计算机程序,该计算机程序包括使根据第一方面的系统执行根据第二方面的方法的步骤的指令。
根据可以与其任何其他方面或部分组合的本公开的又一方面,本公开涉及一种其上存储有第三方面的计算机程序的计算机可读存储器。
附加的特征和优点在下面的具体实施方式部分和附图中进行了描述,并且将从下面的具体实施方式部分和附图中显而易见。本文所描述的特征和优点不是无所不包的,特别地,鉴于附图和描述,许多附加特征和优点对于本领域普通技术人员而言将是显而易见的。此外,任何特定实施例不必具有本文列出的所有优点,并且明确地预期分别要求单独的有利实施例。此外,应该注意,在说明书中使用的语言主要是为了可读性和指导目的而选择的,因此不限制本发明主题的范围。
附图说明
图1、图3、图4、图5、图6和图7示出了根据一些实施例的用于产生用于PD的流体的系统的不同实施例。
图2是根据一些实施例的用于产生用于PD的流体的方法的流程图。
具体实施方式
在以下公开内容中,将描述用于产生用于处理腹膜透析(“PD”)的流体的系统和方法的若干实施例。实施例可以各自利用正向渗透(FO)来使用来自用过的PD流体或“流出物”、通过FO膜输送的水,来稀释一种或多种PD浓缩液。来自流出物的水被再用于与PD浓缩液混合以提供新的PD流体。该解决方案可用于自动化PD的不同变体,包括PD流体的在线混合和PD流体的分批混合。该系统的性能测试已经表明,与不使用本结构和方法的系统相比,可以将新纯净水的需求减少50-70%或更高。
参考图1、图3、图4、图5、图6和图7,本文描述了用于产生用于PD的流体的多个系统。所有附图中相同的参考标记可能不会在每个实施例中进行文字描述,但包括描述的所有结构、功能和替代方案。
图1示出了根据本公开的一些实施例的系统1。系统1包括流体路径2、多个连接器、正向渗透(FO)单元6和控制装置10。流体路径2可以被封闭在外壳(图1中未示出)内。流体路径2可以是装置或一次性系统的一部分。流体路径2包括多个流体管线。流体路径2可包括如本文描述的一些或全部流体管线。连接器包括一个或多个PD浓缩液连接器3a、3b、3c。每个PD浓缩液连接器被配置为连接到PD浓缩流体4a、4b、4c的源。作为可选的PD浓缩流体4b在图1中以虚线示出,并且表示可以提供多于一种的抽取侧浓缩液。那么如本文所述,PD浓缩流体4a可以被认为是第一浓缩流体,PD浓缩流体4b(如果提供的话)可以被认为是第二浓缩流体,而PD浓缩流体4c可以被认为是第二浓缩流体或第三浓缩流体,这取决于是否提供PD浓缩流体4b。PD浓缩流体的源通常是装有PD浓缩液的袋。然后每个PD浓缩液连接器被配置为连接到设置有PD浓缩液袋的对应的连接器。连接器还包括入口连接器5a。入口连接器5a通常被配置为连接到流体管线5,该流体管线5被布置用于输送来自患者的流出流体。
FO单元6包括用FO膜6c分隔开的抽取侧6a和供给侧6b。FO单元6流体连接到流体路径2。FO单元6被配置为在抽取侧6a接收一种或多种PD浓缩流体4a、4b并且在供给侧6b接收流出物,以借助于抽取侧6a与供给侧6b之间的渗透压梯度通过FO膜6c将水从流出物输送到一种或多种PD浓缩流体。因此,一种或多种PD浓缩流体被稀释成经稀释的PD浓缩流体。FO膜6c是透水膜。FO膜6c通常具有纳米(nm)范围内的孔径,例如从0.5至5nm或更小,这取决于打算被阻挡的溶质。它将流出物(供给侧)和PD浓缩液(抽取侧)分离开。不同侧也可以被称为隔室。这些侧中的流体通常以逆流流动(countercurrent flow),但也可以以交替地共流流动(co-current flow)。在一些实施例中,流体单程流动,其中流体仅通过FO单元6一次。适用于FO单元6的FO单元可由AquaporinTM、AsahiKASEITM、BerghofTM、CSMTM、FTSH2OTM、KochMembrane SystemsTM、PoriferaTM、ToyoboTM和TorayTM提供。
流出物中的水借助于由流出物(进给溶液)与一种或多种PD浓缩流体(抽取溶液)之间的渗透压梯度产生的驱动力通过FO膜输送。这意味着最初与最终的PD流体具有基于相同的渗透压的流出物将在整个FO过程中变得更加浓缩。另一方面,一种或多种PD浓缩液将在整个FO过程中被更多地稀释。FO膜是能够促进正向渗透过程的水处理膜。它是允许水从低浓缩液侧(供给侧)流向高浓缩液侧(抽取侧)的半透膜。FO膜通常包括薄的排斥层(rejection layer)(或活性层)和下面的多孔载体。同样,FO膜可以具有在纳米(nm)范围内的孔径,例如,从0.5至5nm或更小,这取决于打算被阻挡的溶质。FO膜6c通常被设计成或多或少地对水分子具有排他地选择性,这使得该膜能够将水与所有其他污染物分离开。膜的几何形状可以是平板纤维、管状纤维或中空纤维。
更详细地说,第一PD浓缩液袋4a经由第一袋连接器连接到第一PD浓缩液连接器3a。第一流体管线21流体连接在第一PD浓缩液连接器3a与抽取侧6a的入口端口之间。因此,第一流体管线21连接第一PD浓缩液连接器3a和抽取侧6a。可选的附加的PD浓缩液袋4b经由可选的袋连接器连接到附加的PD浓缩液连接器3b。流体管线21a可以流体连接在附加的PD浓缩液连接器3b与第一流体管线21之间。因此,流体管线21a连接附加的PD浓缩液连接器3b和第一流体管线21。应该理解的是,通过第一流体管线21和流体管线21a的流量可以借助于布置到第一流体管线21和流体管线21a的一个或多个阀和/或一个或多个泵来控制。为了便于说明,这些组件未在图1中示出。
第二流体管线22流体连接在抽取侧6a的出口与出口连接器11a之间。因此,第二流体管线22流体连接抽取侧6a和出口连接器11a。出口连接器11a被配置为连接到流体管线11的对应连接器,该流体管线11被配置为将最终的PD流体直接输送到患者的导管、用于将流体泵送至患者的循环仪或批处理容器。第三流体管线25连接在入口连接器5a与供给侧6b的入口之间。因此,第三流体管线25流体连接入口连接器5a和供给侧6b。可选地,在流出物被馈送到供给侧6b中之前,流出物可以被收集在流出物容器15中。因此,流出物容器15可以被布置成在将从患者接收到的流出流体输送到供给侧6b中之前收集从患者接收到的流出流体。然后流体管线25a将流出物容器15连接到第三流体管线25。因此,流出物容器15流体连接到流体路径2和入口连接器5a。
图1中布置了流出物泵44以控制流出流体进入供给侧6b的流速。流出物泵44还被布置成控制流出物到流出物容器15的流速。此外,流出物泵44被布置成控制流出物从流出物容器15进入供给侧6b的流速。这里,流出物泵44被布置成控制第三流体管线25中的流出流体的流速。第四流体管线26连接在供给侧6b的出口到排放连接器12a之间。因此,第四流体管线26连接供给侧6b和排放连接器12a。排放连接器12a被配置为连接到排放管线(未示出)的对应连接器,该排放管线可以连接到排放口以去除使用后的流出物。连接流体管线56可以连接在第二流体管线22与第四流体管线26之间。例如,连接流体管线56在冲洗、清洁期间的流体排放过程中使用或作为溢流排放,并且可以经由阀(未示出)被控制。
系统1还包括流体连接到或可连接到流体路径2的容器9。容器9被布置成接收经稀释的PD浓缩流体。第五流体管线18连接在容器9的第一端口9a(图3和图4)与第二流体管线22之间。因此,第五流体管线18连接容器9的第一端口9a和第二流体管线22。第六流体管线27连接在容器9的第二端口9b(图3和图4)与第二流体管线22之间。因此,第六流体管线27连接容器9的第二端口9b和第二流体管线22。第五流体管线18在第二流体管线22的第一点处连接到第二流体管线22。第六流体管线22在第二流体管线22的第二点处连接到第二流体管线22。第一泵41被布置成泵送第二流体管线22中的流体。在图1中,第一泵41被布置在第二流体管线22的第一点与第二点之间。第一泵41还被配置为控制一种或多种PD浓缩流体进入抽取侧6a的流速。
第一浓度(例如,电导率)传感器8被布置成感测第二流体管线22中在第二流体管线22的第一点与第二点之间的流体的浓度。流体路径2包括循环流体路径16,该循环流体路径16包括容器9、第五流体管线18、第六流体管线27和从第一点到第二点的第二流体管线22。流体路径2还包括被配置为连接到纯净水源7的水源连接器3d。第八流体管线28连接在水源连接器3d与第二流体管线22之间。因此,第八流体管线28流体流动连接水源连接器3d和第二流体管线22。流体路径2还包括被配置为连接到渗透剂源4c的渗透剂连接器3c。第九流体管线29连接在渗透剂连接器3c与第二流体管线22之间。因此,第九流体管线29流体地连接渗透剂连接器3c和第二流体管线22。
第二泵42被配置为控制渗透剂从渗透剂源4c到流体路径2的流速。第二泵42被配置为控制第九流体管线29中的渗透剂的流速。加热器14被配置为加热流体路径2中的流体。在图1中,加热器14被配置为加热第二流体管线22中在水源7下游但在渗透剂源4c上游的流体。替代地,加热器14可以被布置成在沿着第二流体管线22的任何其他位置处加热流体。系统泵43被配置为控制第二流体管线22中的最终的PD流体的流速。第二浓度传感器13被配置为感测第二流体管线22中的最终的PD流体的浓度。
浓度传感器可以包括例如被配置为感测流体的电导率的电导率传感器,或被配置为感测流体的电阻率的电阻率传感器。即使使用,例如,电阻率传感器,感测到的值也可以被转换成电导率值(如果需要的话)。电导率值同样可以被转换成电阻率值。
系统1还包括控制装置10,该控制装置10被配置为控制流出流体进入供给侧6b的流速。例如,借助于流出物泵44进行流出流体控制。在一些实施例中,控制装置10还被配置为将一种或多种PD浓缩流体进入抽取侧6a的流速控制为将最终的PD流体的特定产生速率与一种或多种PD浓缩流体的规定浓度相匹配的流速。最终的PD流体具有先前规定或预定的PD浓缩液和水的组成。因此,也已知最终的PD流体应具有的一种或多种PD浓缩液的规定浓度。最终的PD流体是准备好传送到患者的腹膜腔的PD流体。产生速率可以是分批的,即产生特定或规定体积的最终的PD流体。特定体积构成批次。或者,产生模式包括最终的PD流体的连续或持续流速。
控制装置10被配置为将正确量的一种或多种PD浓缩液添加到流体路径2,以达到最终的PD流体的规定最终组成。在FO单元6中的正向渗透过程期间,来自流出物的水被输送到一种或多种PD浓缩液。然后,一种或多种PD浓缩液在FO单元6中被稀释成经稀释的PD浓缩液,并作为经稀释的PD浓缩流体从FO单元6输出到第二流体管线22中。控制装置10被配置为基于经稀释的PD浓缩流体的感测到的浓度控制一种或多种PD浓缩流体进入抽取侧6a的流速。
期望从流出物中提取所需的尽可能多的水以产生最终的PD流体。在一些实施例中,为了实现这种提取,流出物进入供给侧6b的流速与一种或多种PD浓缩液进入抽取侧6b的流速相匹配。基于PD流体的所需组成、PD浓缩液的浓度和可用的(at hand)流出物的量以及FO期可用的时间,最初将流速设置为近似流速。所需的组合物PD流体中PD浓缩液的量以及一种或多种PD浓缩液的浓度是先前已知的或预定的。因此,对于每批的最终的PD流体,要供应到抽取侧6a中的一种或多种PD浓缩液的量是已知的。流出物的量也可从流出物泵44已将多少流出物泵入流出物袋15或通过称量流出物袋15而得知。例如,如果100毫升的PD浓缩液被包括在最终的PD流体的批次中,那么100毫升将从PD浓缩液源4a被供应并借助于第一泵41被泵入FO单元6。在同一时间段期间,随着PD浓缩液被泵入FO单元6(抽取侧6a),流出物从流出物源15被泵入FO单元(供给侧6b)。流出物的量通常大于PD浓缩液的量,例如,与100ml的PD浓缩液相比,流出物的量为2000ml。然后将流出物以比(一种或多种)PD浓缩液进入抽取侧6a的流速大20倍的流速泵入供给侧6b。
在一些实施例中,经稀释的PD浓缩液被引导至容器9。通过改变第一泵41的速度,可以改变一种或多种PD浓缩流体进入抽取侧6a的流速,使得可以达到经稀释的PD浓缩流体的浓度和体积的所需的乘积。因此,浓度和体积的所需的乘积是应被包括在批次中的PD浓缩液的所需量。浓度传感器8被配置为感测经稀释的PD浓缩液的浓度。感测到的浓度与第一泵41提供的流速一起可用于计算泵送至容器9的PD浓缩液的量。感测到的浓度还可用于控制一种或多种PD浓缩液通过第一泵41进入抽取侧6a的流速。然后可以确保为期望的产生速率供应正确量的一种或多种PD浓缩液。或者,控制装置10包括可与第一流体管线21一起操作以将一种或多种浓缩液泵送至抽取侧6b中的泵(未示出)。然后该泵可以直接控制一种或多种PD浓缩流体进入抽取侧6a的流速。然后,该泵可以以设置为达到经稀释的PD浓缩流体的浓度和体积的所需的乘积的流速将PD浓缩液泵入抽取侧6b中。随后,经稀释的PD浓缩液借助于第一泵41被泵入容器9并被收集到容器9中。控制装置10通常使用阀(图1中未示出)将经稀释的PD浓缩液引导至容器9中。
此后,控制装置10被配置为使经稀释的PD浓缩流体在循环流体路径16中循环,直到满足经稀释的PD浓缩流体的混合标准为止。例如,混合标准可以包括感测的浓度在预定的时间内具有预定区间内的值。在成批的经稀释的PD浓缩液已经被收集在容器9中之后,随后可以借助于第一泵41以匹配或对应于最终的PD流体的产生速率的流速从容器9分配经稀释的PD浓缩溶液。产生速率又可以对应于在特定时间内产生特定批次(体积)的PD流体。因此,经稀释的PD浓缩溶液利用第一泵41被泵送,以在第二流体管线22中朝向系统泵43具有流速VP1(以ml/min为单位)。系统泵43通常被配置为以恒定的流速Vspml/min进行泵送,该恒定的流速是使用所需的产生速率确定的。控制装置10还被配置为将纯净水从纯净水源7供应到经稀释的PD浓缩流体,以达到最终的PD流体的规定组成。
在一个实施例中,引入抽取侧6a的一种或多种PD浓缩液可以包括渗透剂流体和缓冲浓缩流体两者,该缓冲浓缩流体具有与渗透剂流体不同的组成。例如,渗透剂是葡萄糖。然后,从水源7供应到第二流体路径22的水将具有Vsp减去VP1的流速。因此,经稀释的PD浓缩流体被水进一步稀释以产生最终的PD流体。或者,仅一种PD浓缩液(通常是缓冲浓缩液)被引入抽取侧6a,而渗透剂流体经由第九流体管线29被引入FO单元6的下游。第二泵42以流速VP2ml/min将渗透剂泵入第二流体管线22。控制装置10被配置为将渗透剂从渗透剂源4c供应到流体路径2,以在最终的PD流体中达到渗透剂4c的规定浓度。然后,从水源7供应到第二流体路径22的水将具有Vsp减去VP1减去VP2的流速。因此,经稀释的PD浓缩流体被水进一步稀释,之后将渗透剂添加到溶液中并产生最终的PD流体。经稀释的PD浓缩液的流速VP1可以取决于经稀释的PD浓缩溶液的浓度和最终的PD流体的期望组成。
通常,经稀释的PD浓缩液的浓度越高,第一泵41的流速VP1越低,使得更多的水将被供应到经稀释的PD浓缩液以进行进一步稀释。因此,通过改变流速VP1,改变从水源7添加的水量。
一种或多种PD浓缩液源4a中的一个包括流体,该流体包括离子和/或盐中的一种或多种,例如,乳酸、乙酸、柠檬酸、碳酸氢盐、KCl、MgCl2、CaCl2、NaCl。例如,一个PD浓缩液源可以包括包含缓冲液(例如,乳酸、柠檬酸、乙酸和碳酸氢盐中的一种或多种)的流体。当最终用水和可能的其他PD浓缩液进行稀释时,该流体变为最终的PD流体,其具有适用于PD处理的pH值,以及KCl、MgCl2、CaCl2和NaCl中的一种或多种。最终的PD流体可以被形成为具有标准的葡萄糖水平,例如,1.36%或2.27%的葡萄糖。
系统1还被配置为利用第二浓度传感器13感测最终的PD流体的浓度。控制装置10被配置为基于感测到的最终的PD流体的浓度控制经稀释的一种或多种PD浓缩流体的流速以达到最终的PD流体的规定组成。因此,感测到的浓度可用于微调第一泵41的流速,以达到最终的组成,从而达到最终的PD流体的最终浓度。或者,可以微调利用第二泵42传送的流速以达到最终的组成,并因此达到最终的PD流体的最终浓度。控制装置10还包括控制单元40,该控制单元40包括处理器和存储器。存储器通常存储程序,该程序在由处理器执行时控制如本文所描述的系统1。控制单元40还可以包括通信接口,该通信接口使控制单元40能够将数据和信号传达到系统1的组件并且可以传达来自系统1的组件的数据和信号,例如,向阀和泵发送控制信号,以及接收来自浓度传感器的感测到的数据和来自阀和泵的反馈信号。
所描述的阀通常是开/关阀。阀可以是二通阀或三通阀。
图2是根据本公开的一些实施例的方法的流程图。该方法可以被实现为计算机程序的指令,并被保存在控制单元40的存储器中。结合图2的流程图说明该方法。
该流程图公开了一种用于在包括正向渗透(FO)单元6的系统中产生用于腹膜透析(PD)的流体的方法。该系统可以是如本文所示的系统10中的任何一个。以虚线示出的方框对应于替代或可选功能或程序。在示出的实施例中,在S1处,该方法在流出流体被输送到供给侧6b中之前将流出流体收集在流出物容器15中。替代地,流出物已经被收集到容器15中。在另一个替代方案中,将流出物经由流出物管线5从患者连续地在线提供给系统10。在S2处,该方法还包括控制流出流体进入FO单元6的供给侧6b的流速。在S2处,控制包括使用流出物泵44控制流出流体进入供给侧6b的流速。流出物泵的速度通常被配置为提供流出物进入供给侧6b的预定流速。
在S3处,该方法还包括控制一种或多种PD浓缩流体4a、4b进入抽取侧6a的流速,以达到最终的PD流体的特定产生速率与有一种或多种PD浓缩流体的规定浓度相匹配的流速。因此,获得经稀释的PD浓缩液,使得当水(有时为渗透剂)随后被添加到经稀释的PD浓缩液的下游时,获得具有规定组成的最终的PD流体。在S3处,控制可以包括使用第一泵41控制一种或多种PD浓缩流体进入抽取侧6a的流速。
在S4处,该方法还可以包括感测经稀释的PD浓缩流体的浓度并借助于第一泵41控制一种或多种PD浓缩流体进入抽取侧6a的流速。该方法可以包括利用第一浓度传感器8感测浓度并控制第一泵41的速度,使得经稀释的PD浓缩液具有浓度和体积的所需的乘积。
在S5处,该方法此后可包括将经稀释的PD浓缩流体引导至容器9。然后可以将经稀释的PD浓缩液收集在容器9中,直到预定量的一种或多种PD浓缩液已被泵入抽取侧6a为止。在S6处,该方法包括使经稀释的PD浓缩流体在循环流体路径16中循环,直到满足经稀释的PD浓缩流体的混合标准为止。当要产生成批的最终的PD流体时,则利用第一泵41将经稀释的PD流体泵入第二流体管线22并朝向系统泵43。或者,经稀释的PD浓缩流体不被引导至容器9,而是被引导继续在第二流体管线22中流动,由此最终的PD流体可以以连续流动的方式提供。
在S7处,该方法可以包括将来自源4c的PD浓缩液(例如,来自渗透剂4c源的渗透剂)供应到流体路径2中,以在最终的PD流体中达到渗透剂4c的规定浓度。渗透剂可以作为一种或多种PD浓缩流体之一被添加到FO单元6的上游。或者,渗透剂在FO单元6的下游被供应到经稀释的PD浓缩流体中。然后在S7处,渗透剂的供应可以包括利用第二泵42控制渗透剂从渗透剂源4c到流体路径2的流速。为了产生最终的PD流体,将水添加到正被混合的流体中。在S8处,该方法包括将来自FO渗透单元6下游的纯净水源7的纯净水供应到经稀释的PD浓缩流体,以达到最终的PD流体的规定组成。
为了产生最终的PD流体,在S9处,该方法包括利用系统泵43控制最终的PD流体的流速。在一些实施例中,在S10处,该方法利用第二浓度传感器13感测最终的PD流体的浓度,并且在S3中,基于感测到的浓度控制一种或多种PD浓缩流体进入抽取侧6a的流速以达到最终的PD流体的规定组成。感测到的组成,从而感测到的浓度,被微调到规定组成。
为了提供可直接被引入患者的腹膜腔的最终的PD流体,在S11处,方法包括利用加热器14加热流体路径2中的流体。加热器14也可用于对系统1的流体路径2进行消毒。
结合图3和图4示出和描述了采用来自流出物的FO水再利用的替代APD系统1,每个系统都在控制单元40的控制下。图3示出了具有在线PD流体产生的系统1。可以修改图3中的系统1以执行连续流动腹膜透析(CFPD),其中,流向患者的PD流体可以是连续的或间歇的,但是没有设置专门的停留时段并且流出物被再利用。图4示出了具有分批的PD流体产生的系统1。
图1、图3和图4中每一个的系统1使用缓冲溶液作为抽取溶液。在一个实施例中,缓冲溶液用作抽取溶液,因为在被稀释时其浓度容易基于电导率被检测。该原理可用于系统1的所有以下实施例中,因为在FO期之后缓冲溶液的稀释比将是未知的。如果将葡萄糖浓缩液用作抽取溶液,则它在FO期之后的稀释比将是未知的,其中,系统在向混合系统加剂量期间将不得不依赖葡萄糖对电导率的相对较弱的影响或葡萄糖浓度测量结果(例如,通过折光仪)。使用缓冲溶液作为抽取溶液的另一个优点在于,它具有大约两倍的葡萄糖浓缩液的渗透压,因此在FO期过程中产生两倍的高渗透压。缓冲溶液的不同成分可用于本文描述的不同版本的系统1中(例如,不同的标称稀释比、缓冲系统等)。
图3中的系统1与用于产生用于PD的流体(包括经稀释的浓缩流体和最终的PD流体)的建议序列一起进行解释。对于结合图1中的系统描述的相同的部件,图3中的系统1具有相同的附图标记。图3还示出了多个阀。这种阀包括:第一阀32,可与第二流体管线22的第二点下游的第二流体管线22一起操作;第二阀31,可与第二流体管线22的第一点上游的第二流体管线22一起操作;第三阀33,可与第五流体管线18一起操作;第四阀34,可与第六流体管线27一起操作;第五阀35,可与供给侧6a的入口上游的第三流体管线25一起操作;第六阀37,可与第五阀35上游和恰好在入口连接器5a下游的第三流体管线25一起操作;第七阀30,可与恰好在出口连接器11a上游的第二流体管线22一起操作;第八阀39,可与流体连接在第二流体路径22(在第二浓度传感器13与第七阀30之间)与排放连接器12a之间的流体管线一起操作;第九阀38,可与连接在混合腔室46的最上部与第四流体管线26之间的溢流流体管线一起操作;以及第十阀36(三通阀),被布置成将来自第三流体管线25的流出物(经由流体管线23)引导至流出物容器15,或者从流出物容器15(经由流体管线24)引导至第三流体管线25,或从第三流体管线25引导回第三流体管线25,而不经过流出物容器15,其中流出物容器15被旁通。
本文描述的系统1的每个版本中的泵可以是容积泵,例如活塞泵。系统1的序列可以包括以下步骤中的一个或多个。
1.执行初始排放,包括系统灌注和混合腔室46的液位调整以及温度和流体组成的混合稳定。在该第一步骤期间,阀31、32、37和38是打开的,阀30、33、34、35、36和39是关闭的。泵41、42、43和44是运行的,液位传感器(LS)感测混合腔室46中的液位处于激活状态,利用温度传感器51感测第二流体管线中葡萄糖浓缩液进入第二流体管线22的添加点下游的流体的温度,利用第一压力传感器53感测第三流体管线25中恰好在第六阀37下游的压力。
2.使用缓冲浓缩液执行组成/温度稳定。然后利用电导率反馈对缓冲浓缩液进行投配,同时开环投配葡萄糖。在该稳定步骤期间,阀31、32、39是打开的,阀30、33、34、35、36、37和38是关闭的。与前一步骤一样,泵41、42和43是运行的,液位传感器(LS)是激活的,利用温度传感器51感测温度。另外,利用第二浓度传感器13感测电导率。
3.使用缓冲浓缩液执行第一填充。在该步骤期间,阀30、31、32是打开的,阀33、34、35、36、37、38和39是关闭的。与前一步骤一样,泵41、42和43是运行的,液位传感器(LS)是激活的,利用温度传感器51感测温度,利用第二浓度传感器13感测电导率。此外,利用第二压力传感器52感测压力。
4.执行第一停留(first dwell),如果在初始排放期间收集了足够量的流出物,则具有FO期,另参见步骤7。否则,在第一停留期间,所有阀都是关闭的。没有组件是运行的。
5.执行排放和组成/温度稳定(如果在部分4执行了FO期,则使用经稀释的缓冲液(经稀释的PD浓缩流体),否则使用缓冲浓缩液)。在该稳定步骤期间,仅利用缓冲浓缩液,阀31、32、37、39是打开的,阀30、33、34、35、36和38是关闭的。泵41、42、43和44是运行的,液位传感器(LS)是激活的,利用温度传感器51感测温度,利用第二浓度传感器13感测电导率,并且利用第一压力传感器53感测压力。如果使用经稀释的缓冲浓缩液,阀32、33、37、39是打开的,阀30、31、34、35、36和38是关闭的。泵41、42和43是运行的,液位传感器(LS)是激活的,利用温度传感器51感测温度,利用第二浓度传感器13感测电导率,并且利用第一压力传感器53感测压力。
6.执行第二填充(如果在部分4执行了FO期,则使用经稀释的缓冲液,否则使用缓冲浓缩液)。在该填充步骤中,仅利用缓冲浓缩液,阀30、31、32是打开的,阀33、34、35、36、37、38和39是关闭的。泵41、42和43是运行的,液位传感器(LS)是激活的,利用温度传感器51感测温度,利用第二浓度传感器13感测电导率,并且利用第二压力传感器52感测压力。如果使用经稀释的缓冲浓缩液,阀30、32、33是打开的,阀31、34、35、36、37、38和39是关闭的。泵41、42和43是运行的,液位传感器(LS)是激活的,利用温度传感器51感测温度,利用第二浓度传感器13感测电导率,并且利用第二压力传感器52感测压力。
7.执行停留和FO期。第一泵41用于将缓冲浓缩液从袋4a经由FO单元6的抽取侧6a泵送至容器9。利用第一浓度传感器8感测到的浓度用于计算泵送至容器9的缓冲浓缩液的量。感测到的浓度也可用利用第一泵41进行流量控制。流出物泵44用于将流出物从流出物容器15经由FO单元6的供给侧6b泵送至排放口。在该步骤期间,阀31、34、35是打开的,阀30、32、33、37、38、39是关闭的。第一泵41和流出物泵44是运行的,并且第一浓度传感器8测量经稀释的缓冲浓缩流体(从而,经稀释的PD浓缩流体)。
8.执行停留并再循环经稀释的缓冲浓缩流体以确保均匀性(均质溶液)。使用第一浓度传感器8来感测经稀释的缓冲浓缩流体的浓度,从而感测其组成。在该步骤期间,阀33和34是打开的,阀30、31、32、35、36、37、38和39是关闭的。第一泵41是运行的,并且第一浓度传感器8测量经稀释的缓冲浓缩流体(从而,经稀释的PD浓缩流体)。
9.执行排放和组成/温度稳定(使用经稀释的缓冲浓缩流体)。在该步骤期间,阀32、33、37、39是打开的,阀30、31、34、35、36和38是关闭的。泵41、42、43和44是运行的,液位传感器(LS)是激活的,利用温度传感器51感测温度,利用第二浓度传感器13感测电导率,并且利用第一排放侧压力传感器53感测压力。
10.执行第三填充(使用经稀释的缓冲浓缩流体)。在该步骤期间,阀30、32和33是打开的,而阀31、34、35、36、37、38和39是关闭的。泵41、42和43正在运行,液位传感器(LS)是激活的,利用温度传感器51感测温度,利用第二浓度传感器13感测电导率,并且利用第二压力传感器52感测压力。
11.重复步骤7到10至少一次。
图3中的系统1被示出为耐用/可消毒系统。该系统可以替代地被制成至少部分是一次性的。然后容积泵可以被蠕动泵和秤、流量计或其他用于容积控制的传感器代替。FO期过程中缓冲浓缩液和流出物流量被优化,以最大化缓冲浓缩液稀释(因为这将最小化PD流体产生期间新纯净水的需求)。在组成/温度稳定期间,废流体可以被馈送到流出物袋而不是排放口,以增加水的再利用。可以使用一次性袋代替内部罐/容器。
每个容器中当前的流体体积可以改为使用容积泵来控制。为了确定缓冲浓缩液袋中的体积,可能还需要来自第一浓度传感器8的输入。纯净水容器7可以用水净化设备代替。如果使用一次性袋容纳纯净水和流出物,水袋可以被再利用以用作下一次处理的流出物袋。如果是这样,则处理完成后剩余在纯净水袋中的淡水(fresh water)可以留在袋中,并在下一次处理期间与流出物一起再生。还考虑保存最后的排放流出物,以用于在下一次处理的初始阶段进行水提取。利用第一浓度传感器8感测到的浓度可用于对控制单元40进行前馈控制,该控制单元40可使用感测到的浓度来控制第一泵41。可移除流出物容器15以简化系统1。这里的缺点在于,FO期则需要在患者排放期间以排放流出物流量执行,而不是在停留期间以优化的流出物流量执行。这意味着总的水再利用将减少。为了能够进行热消毒,系统1可以被修改以能够产生允许对整个系统进行消毒的闭合热水路径。如果要采用FO过滤器的扩展使用,过滤器应该被包括在这种路径中。
在图3的替代实施例中,不存在流出物袋15,省略了流体管线23、24。然后流出物泵44被布置成与第三流体管线25一起操作。或者,三通阀36将流出物经由流体管线23、24引导回第三流体管线25。这里,可以实现连续流动腹膜透析(CFPD),其中流向患者的PD流体可以是连续的或间歇的,但是其中使用从流出物提取的水在线混合PD流体。
各种实施例中的CFPD序列包括以下步骤中的一个或多个。
1.完全排空患者并对流出物运行FO期,其中,流出物泵44用于将流出物从患者经由FO单元6泵送至排放口。第一泵41将缓冲浓缩液经由FO单元6泵送至容器9。浓度传感器8感测浓度,并确定由第一泵41泵送的体积以计算泵送至容器9的缓冲浓缩液的量,并且由第一泵41泵送的体积还可用于流量控制。在该步骤中,阀31、34、36和37是打开的,阀30、32、33、35、38和39是关闭的。第一泵41和流出物泵44是运行的,浓度传感器8感测浓度,并且压力传感器53感测流出物入口压力。
2.灌注流体路径2并调整混合腔室46的液位。在该步骤中,阀31、32、38是打开的,阀30、33、34、35、36、37和39是关闭的。泵41、42、43和44是运行的,浓度传感器8感测浓度,并且感测混合腔室46中的液位。
3.稳定组成和温度。如果可用的话,则使用经稀释的缓冲浓缩液(经稀释的PD浓缩液),否则使用缓冲浓缩液(使用PD浓缩液)。然后,使用利用浓度传感器8感测到的浓度作为前馈控制,使用利用第二浓度传感器13感测到的浓度作为反馈,来投配缓冲浓缩液,并且在开环中投配来自渗透剂源4c的渗透剂。如果使用缓冲浓缩液,则阀31、32、39是打开的,阀30、33、34、35、36、37和38是关闭的。泵41、42和43、液位传感器、加热器14、温度传感器51和浓度传感器8、13是运行的。如果使用经稀释的缓冲浓缩液,则阀32、33、39是打开的,阀30、31、34、35、36、37和38是关闭的。泵41、42和43、液位传感器、加热器14、温度传感器51和浓度传感器8、13是运行的。
4.将预期体积填充到患者体内。如果可用的话,则使用经稀释的缓冲浓缩液,否则使用缓冲浓缩液。如果使用缓冲浓缩液,则阀30、31和32是打开的,而阀30、33、34、35、36、37、38和39是关闭的。泵41、42和43、液位传感器、加热器14、温度传感器51、浓度传感器8、13和第二压力传感器52是运行的。
如果使用经稀释的缓冲浓缩液:阀30、32和33是打开的,而阀30、31、34、35、36、37、38和39是关闭的。泵41、42和43正在运行,液位传感器、加热器14、温度传感器51、浓度传感器8、13和第二压力传感器52是运行的。
5.连续流动处理。系统泵43被设置为泵送填充流,流出物泵44被设置为泵送排放流。从模型和/或患者历史获知超滤速率(UFR),并且系统泵43的速度与流出物泵44的速度之间的速度差被相应地设置为保持填充体积恒定。在一个实施例中,FO期和混合是连续的,因为流出物通过FO膜6c被泵送,并且水被从过滤器中提取以稀释缓冲浓缩液。经稀释的缓冲浓缩液用于混合。然后,使用利用浓度传感器8感测到的浓度作为前馈控制,使用利用第二浓度传感器13感测到的浓度作为反馈,来投配缓冲浓缩液,并且其中在开环中投配来自渗透剂源4c的渗透剂。在该步骤中,阀30、31、32、36和37是打开的,阀33、34、35、38和39是关闭的。泵41、42、43、44是运行的,同时使用液位传感器、加热器14、温度传感器51、第二浓度传感器13、第一压力传感器53和第二压力传感器52。
6.间歇排放+再填充。执行完全排放以建立填充体积参考(防止填充过度/不足)。执行以下步骤:
a.在具有来自第一压力传感器53的反馈的情况下完全排空患者。按照步骤1运行FO期,并且经稀释的缓冲浓缩液被积聚在容器9中。
b.如果需要,将排放的量与评估的量进行比较,以相应地调整UFR评估。
c.重复步骤4和5(可能还有步骤6)。
在图3的替代系统1中,在FO期过程中流向FO膜6c的流出物由处理设置(排放流速和CFPD流速)来确定,并且可能难以针对缓冲浓缩液稀释进行优化。CFPD期间经稀释的缓冲浓缩液流量由第一泵41控制,因此通过第一泵的控制进行控制。在完全排放期间经稀释的缓冲浓缩液流速被优化,以最大化缓冲浓缩液稀释(以最小化PD流体产生期间新纯净水的需求)。可以使用内部罐或容器来代替一次性袋。每个容器、袋或罐中当前的流体体积通过监测容积泵来保持。为了确定PD浓缩液袋4a中(例如,缓冲浓缩液)的体积,使用来自浓度传感器8的输入。纯净水容器7可以被水净化设备(未示出)代替。可以使用连接到患者导管(其可以是双腔导管)的两个单腔患者管线或一个双腔患者管线来执行CFPD处理。可以移除容器9以简化系统。缺点在于,在完全排放期间FO期被禁用,使得总的水再利用减少。为了能够进行热消毒,系统1被修改为能够产生允许对整个系统进行消毒的闭合热水路径。如果采用FO过滤器6c的扩展使用,则FO膜6c被包括在流体路径2中。
图4中的系统1与用于产生用于PD的流体(包括经稀释的浓缩流体和最终的PD流体)的建议序列一起进行解释。对于与如图1和图3中的系统相同的部件,图4中的系统1具有相同的附图标记。在图4中,示出了多个阀。这些阀包括:布置成与第九流体管线29一起操作的第十一阀61、布置成与第八流体管线28一起操作的第十二阀62、布置成与第三流体管线25一起操作的第十三阀63、布置成与第二流体管线22一起操作的第十四阀64、布置成与恰好在供给侧6a的入口的上游的第三流体管线25一起操作的第十五阀65、布置成与流体管线24一起操作以将流出物从第三流体管线25输送到流出物容器15的第十六阀66、布置成与在流体管线24与第三流体管线25之间的流体管线23一起操作的第十七阀67,其中,流体管线23被布置成将流出物从流出物容器15输送到第三流体管线25以输送到FO单元6的供给侧6b。
图4的序列包括以下步骤中的一个或多个。
执行初始排放:
1.将流出物从患者排放到流出物袋。在该第一步骤期间,阀63、66、68是打开的,阀61、62、64、65、67是关闭的。在该步骤期间,流出物泵44是运行的,第一称重秤71被布置成测量流出物袋15的重量,并且压力传感器52感测第三流体管线25中的压力。因此,流出物泵44经由第三流体管线25和流体管线24将来自患者的流出物泵入流出物袋。第一称重秤71可以与本文描述的系统1的任何版本或实施例设置在一起。
执行第一填充:
2.在再循环期间加热容器9中预填充的不含葡萄糖的PD流体并检查电导率。PD流体在包括第五流体管线18、第二流体管线22的一部分、第六流体管线27和容器9的循环路径中再循环。在该步骤期间,阀64是打开的,阀61、62、63、64、65、66、67和68是关闭的。加热器14是运行的以将PD流体加热到例如体温(例如,37℃)。系统泵43是运行的,并且第一浓度传感器8感测电导率。如果有规定的话,则该步骤还可能包括添加葡萄糖浓缩液(对于第一填充)。
3.灌注患者流体管线5/11,然后连接患者。在该步骤期间,阀63是打开的,阀61、62、64、65、66、67、68是关闭的。系统泵43是运行的,并且第二称重秤72被布置成测量容器9的重量。第二称重秤72可以与本文描述的系统1的任何版本或实施例设置在一起。此外,本文描述的系统1的任何版本可以包括如图4所示的那样定位和布置的第三称重秤73,以称量任何浓缩液容器(例如,第一PD浓缩液(例如,缓冲液)容器4a)的内容物。
4.用PD流体填充患者。在该步骤期间,阀63是打开的,阀61、62、64、65、66、67、68是关闭的。系统泵43是运行的,第二称重秤72被布置成测量容器9的重量,并且第一压力传感器52感测第三流体管线25中的压力。
将容器9的PD流体清空:
5.将容器9中任何剩余的PD流体排放到流出物容器15(以在下一批次制备期间跟踪容器9中的体积)。在该步骤期间,阀66和68是打开的,阀61、62、63、64、65、67是关闭的。系统泵43是运行的,并且第一压力传感器52监测压力。
为第二填充批次进行准备:
6.执行FO期,包括在将缓冲浓缩液添加到容器9之前预稀释缓冲浓缩液(预稀释成经稀释的PD浓缩液)。流出物通过FO单元6的供给侧6b从流出物容器15被泵送至排放口75。同时,经稀释的缓冲浓缩液从浓缩液容器4a通过FO单元6的抽取侧6a被泵送至容器9。使用第一浓度传感器8和第二称重秤72跟踪投配到容器9的缓冲浓缩液的量。控制第一泵41和流出物泵44的泵速以最大化缓冲浓缩液的稀释并达到要添加到容器9中的缓冲浓缩液的目标量。在该步骤期间,阀65、67是打开的,阀61、62、63、64、65、66、67和68是关闭的。第一泵41和流出物泵44是运行的,第一压力传感器51感测压力,浓度传感器8感测浓度,并且第一称重秤71和第二称重秤72测量流出物和容器9中经稀释的PD浓缩液的重量。
7.将水从水容器7中添加到容器9。添加的水量与缓冲浓缩液的剂量和容器9中流体的感测到的浓度相匹配。在该步骤期间,阀62是打开的,阀61、63、64、65、66、67、68是关闭的。系统泵43是运行的,并且第二称重秤72测量容器9的重量。
8.再循环、加热以及检查电导率。经稀释的PD浓缩液在包括第五流体管线18、第二流体管线22的一部分、第六流体管线27和容器9的循环路径中再循环。在该步骤期间,阀64是打开的,阀61、62、63、64、65、66、67和68是关闭的。加热器14是运行的以将PD流体加热到例如体温(37℃),系统泵43是运行的并且第一浓度传感器8感测电导率。
9.在具有秤反馈(scale feedback)的情况下,添加渗透剂(这里是葡萄糖浓缩液)。在该步骤期间,阀61是打开的,阀62、63、64、65、66、67、68是关闭的。系统泵43是运行的,并且第二称重秤72测量容器9的重量。
10.再循环以及检查电导率减小量。经稀释的PD浓缩液(现在是用于处理的最终的PD流体)在包括第五流体管线18、第二流体管线22的一部分、第六流体管线27和容器9的循环路径中再循环。在该步骤期间,阀64是打开的,阀61、62、63、64、65、67、68是关闭的。加热器14是运行的以将PD流体加热到例如体温(37℃),系统泵43是运行的并且第一浓度传感器8感测电导率。
进行中:
11.重复步骤4到10至少一次。
图4中的系统1被示为具有一次性流体管线。泵在这里是蠕动泵,并且系统1包括秤和夹管阀。然而,该系统可替代地是耐用的并且因此是可消毒的系统。蠕动泵和秤(或液位传感器)则可以用容积泵代替。示出的系统可以产生最终收集在容器9中的PD流体。然而,对于第一填充,容器9可以包含无菌PD流体(因为可能没有已经从患者排出的流出物)。在此,容器9将用作用于随后的填充批次制备的混合袋。因此,图4中的系统1用作具有分批次的PD流体产生的混合系统。可以使用内部罐代替一次性袋。纯净水容器可以被水净化设备代替。如果使用一次性袋容纳纯净水和流出物,水袋可以被再利用以用作下一次处理的流出物袋。如果是这样,则处理完成后剩余在纯净水袋中的淡水可以留在袋中,然后在下一次处理期间与流出物一起再生。最后的排放流出物可以被保存并用于在下一次处理的初始阶段进行水提取。为了执行热消毒,系统1可以被修改以能够产生允许对整个系统进行消毒的闭合热水路径。如果要采用FO膜6c的扩展使用,FO膜6c被包括在这种路径中。
现在参考图5,示出了在控制单元40的控制下的系统1的附加替代实施例。图5的系统1包括许多与上面描述和编号相同的组件。特别地,图5的系统1包括患者入口/出口管线5、11、流出物支路管线5、通向正向渗透(FO)单元6的供给侧的第三或流出流体管线25。第四或排出流体管线26连接在FO单元6的供给侧的出口与排放口75之间并通向排放口75。第二或新鲜透析流体管线22流体连接在FO单元66a的抽取侧的出口与患者入口/出口管线5、11的新(fresh)支路管线11之间并通向患者入口/出口管线5、11的新支路管线11。
渗透剂源4c经由第九流体管线29连接到加热器14下游的新鲜透析流体管线22,该第九流体管线29在渗透剂连接器3c处连接到源4c。纯净水容器7经由第八流体管线28和水源连接器3d连接到加热器14上游的新鲜透析流体管线22。流出物容器15经由流体管线23和流出物容器连接器3e连接到FO单元6上游的流出流体管线25。经稀释的PD浓缩液(例如,缓冲液)容器9经由第二端口9b流体连接到(i)第六或入口管线27并经由第一端口9a流体连接到(ii)第五出口管线18。
图5的系统1的一个不同之处在于,PD浓缩液(例如,缓冲液)容器4a不直接连接到FO单元6的抽取侧,而是经由第一流体管线21和第一PD浓缩液连接器3a连接到新鲜透析流体管线22。这种布置允许从第一或稀释泵41的已知速度直接获知第一PD浓缩液的流速(提供开环控制)。
图5的系统1包括各自均在控制单元40的控制下的多个阀(例如,电致动、通电打开的电磁夹管阀)。阀包括第六阀37,该第六阀37沿着流出物支路管线5定位并允许或禁止流过流出物支路管线5。阀包括第五阀35,该第五阀35沿着第三或流出流体管线25定位并允许或禁止流过第三或流出流体管线25。阀包括第一阀32,该第一阀32沿着透析流体管线22定位并允许或禁止流过透析流体管线22。阀包括第七阀30,该第七阀30沿着新支路管线11定位并允许或禁止流过新支路管线11。阀包括第八阀或旁通阀39,该第八阀或旁通阀39沿着新鲜的透析流体到排放口75的旁通流动定位并允许或禁止新鲜的透析流体到排放口75的旁通流动。阀包括排出阀55,该排出阀55沿着第四或排出流体管线26定位并允许或禁止流过第四或排出流体管线26到排放口75。阀包括第九或排气阀38,该第九或排气阀38沿着从混合腔室46的顶部到排放口75的排气流定位并允许或禁止从混合腔室46的顶部到排放口75的排气流。阀分别包括入口阀34和出口阀33,分别允许或禁止流过入口管线27和出口管线18进入和流出容器9的经稀释的PD浓缩液(例如,缓冲液)。阀包括PD浓缩液(例如,缓冲液)阀45a,该阀45a沿着从PD浓缩液(例如,缓冲液)容器4a到透析流体管线22的第一流体管线21定位并允许或禁止流过从PD浓缩液(例如,缓冲液)容器4a到透析流体管线22的第一流体管线21。阀还包括阀45b,该阀45b允许或禁止从FO单元6的抽取侧到透析流体管线22的经过滤的正向渗透水。
图5的系统1包括各自均在控制单元40的控制下的多个流体泵(例如,电致动的容积泵或活塞泵,这些泵本身是准确的并且能够提供期望的流速和体积)。泵包括第一或稀释泵41,该第一或稀释泵41利用来自FO单元6的供给侧的经过滤的正向渗透水稀释来自容器4a的PD浓缩液(例如,缓冲液)。泵包括第二PD浓缩液(例如,葡萄糖)泵42以准确地计量从容器4c到透析流体管线22的浓缩液。泵包括第三或系统泵43以将第一经稀释的浓缩液(例如,缓冲液)与第二浓缩液(例如,葡萄糖)混合。泵还包括第四或流出物泵44,用于将患者流出物泵送到流出物容器15并且泵送来自流出物容器15的患者流出物。
图5的系统1包括混合腔室46,用于混合具有规定浓度的两种或更多种PD浓缩流体(例如,缓冲液和葡萄糖)的最终的PD流体。在一个实施例中,混合腔室46尺寸较小并且不容纳用于填充的完整体积,并且可以替代地是第二流体管线22的扩大。混合腔室46还用作允许气体(例如,空气)从最终的PD流体迁移出并进入气体捕集器的顶部的气体捕集器。在示出的实施例中,使混合腔室46与液位传感器46a和46b一起操作,液位传感器46a和46b输出到控制单元40,其中,控制单元40使用来自传感器46a和46b的信号来操作系统泵43以便在传感器之间保持期望的最终PD的流体的液位。
图5的系统1中各自输出到控制单元的其他传感器包括入口压力传感器53,该入口压力传感器53的输出用于在FO期终止时,例如经由流出物泵44将负的患者泵送压力控制到安全水平(例如,-.10巴(-1.5psig)或更小),并感测和控制供给侧压力。其他传感器包括第一浓度传感器8,该第一浓度传感器8感测经稀释的第一PD浓缩液(例如,缓冲液)的电导率,该第一浓度传感器8的输出可用于控制第一或稀释泵41以在浓度传感器8处达到期望的电导率。其他传感器包括温度传感器51,该温度传感器51的输出可用于控制输入到加热器14的功率以将最终的PD流体加热到期望的体温(例如,37℃)。其他传感器包括第二浓度传感器13,该第二浓度传感器13感测最终的PD流体(例如,包括缓冲液和葡萄糖浓缩液)的电导率,该第二浓度传感器13的输出可用于控制第二PD浓缩液(例如,葡萄糖)泵42和第一或稀释泵43以在浓度传感器13处达到期望的最终的PD流体电导率。其他传感器还包括出口压力传感器52,该出口压力传感器52的输出用于例如经由系统泵43将正的患者泵送压力控制到安全水平(例如,0.21巴(3.0psig)或更小)。
虽然图5的系统1被示为具有纯净水容器7,但可能不需要容器7,这是期望的,因为患者随后不必为每次处理安装大的水容器。为了取消纯净水容器7,整个处理所需的水量从患者的流出物中过滤,然后假设来自容器4a的PD浓缩液可以根据需要被稀释以形成最终的PD流体。为了有足够的流出物,预期控制单元40保存来自先前处理的患者流出物以用作当前处理的供给溶液。因此,流出物容器15可以是可再利用的容器,其大到足以容纳处理所需的流出物,例如体积为约6至8升。还预期控制单元40在处理开始之前就开始对流出物进行FO过滤并对来自容器4a的PD浓缩液(例如,缓冲液)进行稀释。这里,经稀释的PD浓缩液(例如,缓冲液)容器9也是可再利用的,并且其尺寸为可在处理开始之前容纳大量经稀释的PD浓缩液,例如体积为约6至8升。此外,控制单元40可以使用缓慢流速或低流速执行FO期,这是有益的,因为可以提取更大百分比的经过滤的水。
患者很可能以来自先前处理或中午交换的最后填充体积开始完整处理。控制单元40使流出物在处理开始时被拉入流出物容器15(在缓慢的FO过滤之后现在可能是空的),以与在当前处理过程中产生的新产生的流出物一起储存。值得注意的是,在图5的系统1中,除每日水提取外,还可以在当前处理的患者停留阶段执行水提取。
图5的系统1的另一个不同之处在于,设置了一个或多个紫外线(“UV”)灯58a、58b,这些灯定位在流出物容器15(其可以与本文讨论的系统1的任何版本设置在一起)处或流出物容器15的入口处。一个或多个UV灯58a、58b被定位成照射流出物并开始对流出物进行消毒,从而减轻FO单元6上的病原体负荷。UV灯58a、58b可以与本文讨论的系统1的任何版本设置在一起。
为了稀释来自容器4a的第一浓缩液(例如,缓冲液),控制单元40使第一浓缩液被引入第二流体管线22,同时阀45a和45b是打开的,阀32、33和34是关闭的。因此,浓缩液被迫进入FO单元6以进行稀释,在此之后,经由传感器8获取经稀释的浓缩液的浓度或电导率,并将经稀释的浓缩流体储存在经稀释的PD浓缩液容器9中。如果需要,可以通过打开阀33和34并运行稀释泵41使经稀释的PD浓缩液再循环通过传感器8。当第一浓缩液经由阀45b被引入FO单元6时,如上所述,水提取处于激活状态,然后稀释泵41可以开环运行,从而知道稀释泵的设定速度。
如上所述,在图5的各种实施例中,所有FO过滤都在处理之间(即,在本处理之前)在FO单元6中进行。在其他实施例中,FO过滤可以在处理之间以及在处理期间的任何一个或多个停留期间在FO单元6中进行。在又一些实施例中,在处理之间在FO单元6中不进行FO过滤,而是在处理开始时和患者停留期间进行所有FO过滤。在需要更大的容器的处理之间发生更多过滤的情况下,选择的实施例规定流出物容器15和经稀释的PD浓缩液容器9的尺寸。
对于系统1的任何版本,包括图5的版本,由流出物泵44和稀释泵41产生的流速取决于可用的流出物体积和可用于水提取的时间。这些泵的较低流速提高了本文所讨论的提取效率。泵41和44的流速还取决于FO单元6的尺寸。该单元的较大表面积提高了效率,这可以允许更高的流速。总体而言,确定效率的是流出物流速、浓缩液流速和膜表面积的组合。
在各种示例中,在两小时的停留期间(提供大约110分钟可用于提取的时间)有两升的流出物产生18毫升/分钟的流速,这被认为是缓慢的。一小时的停留期间的3升流出物可能产生60毫升/分钟的流速,这被认为是快速的。如果停留时间和白天时间是可用的,这例如可以意味着在夜间6小时的停留和白天内的8小时期间可以处理12升流出物(总共14小时,这产生14毫升/分钟的流出物流量,这被认为是非常缓慢且高效的)。14毫升/分钟的非常低的流出物流速可用于提高效率或在保持效率的同时减小FO单元6的膜表面积。低流速还意味着提取可以仅在白天期间而不是在处理停留期间有效地进行。另一个替代方案是增大FO单元6的膜表面积以允许更高的流出物流速并保持效率。
系统泵43和第二PD浓缩液泵42的流速可能高于FO期流速,例如,为大约100到250毫升/分钟,因为FO单元6的效率不是问题,并且因为期望的是尽快安全地填充患者以减少处理时间,并使得较大百分比的处理时间用于患者正在接受治疗的患者停留。
预期在FO单元6的供给侧与抽取侧之间保持压力梯度,其中供给侧压力大于抽取侧压力。这样做会提高FO单元6的水提取效率。压力梯度或ΔP可能在零巴到四巴(58psig)之上或更高的任何地方,取决于FO单元的制造商。图5示出了一种产生较高的供给侧压力的方式,该方式为使管线26在控制单元40的控制下与可变节流器54可操作地连通。控制单元40使可变节流器54部分地阻塞管线26,从而在FO单元6的供给侧中产生增大的背压。替代地或附加地,可以通过降低FO单元6的抽取侧上的压力来引起压力梯度。预期通过构造系统1以流体静力方式降低抽取侧压力,使得经稀释的PD浓缩液容器9相对于FO单元6处于高度较低的位置。
提取效率不取决于系统泵43的压力输出。相反,系统泵43输出的压力(由出口压力传感器52测量)受到控制,使得最终的PD流体被安全地传送到患者(例如,0.21巴(3.0psig)或更小)。
替代地或附加地,可以通过加热或增加FO单元6的温度来提高提取效率。例如,如果期望具有更高的FO单元6温度,则可以沿着流出流体管线25放置附加的或替代的加热器(例如,预加热器(未示出)),该附加的或替代的加热器加热或提高流出物的温度,进而加热或提高FO单元6和FO膜6c的温度。例如,提高的流出物温度可以在从略高于环境温度到50℃或更高的任何地方,这取决于FO单元的要求。选择流出物被加热到的温度,使得FO单元6转而被加热到期望的水平,并且还使得传送给患者的最终的PD流体可以被设置为大约体温或37℃。可以发现FO单元6用作散热器,使得即使流出物被加热到50℃,离开FO单元6的经稀释的浓缩液也低于50℃,因此仍然需要经由加热器14下游的加热。在确定将流出物加热到的温度时,流出流体管线25中的结垢也是考虑因素,因为更高的温度可能增加结垢。通过加热FO单元6发生提取效率的提高的原因可能与跨FO膜6c的通量增加有关。
因此,明确地预期本文讨论的系统1的任何版本来操纵、选择或设置膜表面积、供给侧和抽取侧流速、压力梯度ΔP或跨膜的跨膜压力和/或增加的FO膜温度中的任何一个或多个,以实现期望的交换效率。这些变量与成本和易用性相平衡,以产生整体上理想的系统1。
还明确地预期本文讨论的系统1的任何版本用两个称重秤(或附加地提供称重秤)替换电导率传感器8,一个测量经稀释的PD浓缩液容器9的重量,另一个测量第一浓缩液容器4a中第一浓缩液的重量。这里,控制单元40知道第一浓缩液容器4a中第一浓缩液的浓度,使得经稀释的第一PD浓缩液的浓度/电导率可以基于该认知和输出到控制单元40的称重测量结果来确定。如果发现例如电导率难以测量,则秤可能是有益的。称重秤可以与图4示出的称重秤71、72和73相同地配置和布置。
在替代实施例中,如果稀释泵41是准确类型的,例如膜泵或活塞泵,则可能仅需要设置有经稀释的PD浓缩液容器9的单个称重秤。即,控制单元40基于由准确的稀释泵41执行的已知冲程次数知道有多少第一PD浓缩液从第一浓缩液容器4a中抽出。所不知道的是有多少经过滤的水穿过FO单元6的膜稀释第一PD浓缩液。然而,与经稀释的PD浓缩液容器9一起设置的称重秤提供该信息。因此,控制单元40可以在已知第一PD浓缩液的浓度的情况下再次确定经稀释的第一PD浓缩液的浓度/电导率。
图1示出了可选的附加PD浓缩液袋4b可以经由可选的袋连接器连接到附加的PD浓缩液连接器3b。还明确地预期本文讨论的系统1的任何版本使用单独的容器或袋4a和4b将单一浓缩液分离成可以具有更高浓度的组分,例如浓缩的NaCl组分溶液。浓缩的组分溶液使抽取溶液变得更浓。在NaCl为浓缩的组分溶液的示例中,抽取溶液可能变成大约两倍浓(例如,与5.4Osm/l相比,大约11Osm/l)。分离的浓缩的组分溶液的优点在于,运送给患者的总流体体积较少。浓缩的组分溶液与来自其他容器4a、4b的全部浓缩液的剩余部分的投配分开投配。
提供浓缩的NaCl溶液还允许进行钠分析(sodium profiling),其中NaCl根据患者的生理构成或需要进行投配。NaCl的剂量可以根据控制单元40的控制下的曲线(profile)在处理过程中变化。钠曲线的变化(例如,在处理开始时更多而在处理结束时更少)被设置,以为患者提供处理益处。
图5(和下面讨论的图6)示出了在控制单元40的控制下的可选的管线47和阀48,该可选的管线47和阀48可以被设置用于本文描述的系统1的任何版本。可选的管线47和阀48可以被认为是旁通阀。可选的管线47和阀48允许将送至排放口75的任何流体替代地传送到流出物容器15以在FO单元6处进行再处理。例如,通常可能在线混合期间被送至排放口的尚未具有正确的浓度的混合流体的体积,在这里可以代替地在阀48打开且阀30、38和39关闭的情况下被泵送至流出物容器15,以便稍后在FO单元6处进行提取。
本文描述的系统1的任何版本的另一个选项是经稀释的PD浓缩液容器9最初提供有纯净水或无菌水,使得纯净水容器7能够被移除,同时仍提供水源。经稀释的PD浓缩液容器9仅部分填充有纯净水或无菌水,例如10%至40%,从而允许离开FO单元6的抽取侧的经稀释的第一PD浓缩液与水混合以进一步稀释。
现在参考图6,示出了在控制单元40的控制下的系统1的替代CFPD版本。图6包括许多与先前描述的系统1的版本相同的组件,这些组件被相同地编号并包括上面针对相同编号的组件所讨论的所有结构、功能和替代方案。在图6中,流出物容器15包括流出物容器连接器3e和附加的流出物容器连接器3f,该流出物容器连接器3e在这里是入口连接器,该附加的流出物容器连接器3f允许流出物流入和流出流出物容器15。在控制单元40的控制下的附加的排放泵49允许来自管线5的流出物被泵送至流出物容器15,而流出物泵44独立地将流出物泵入FO单元6的供给侧。稀释泵41可以在相同或不同的时间将第一PD浓缩液从容器4a泵入FO单元6的抽取侧。第二PD浓缩液泵42、系统泵43和浓缩液泵81如下面描述的那样运行以添加并混合第二PD浓缩液以形成最终的PD溶液。
特别地,在一个实施例中,图6中的系统1的控制单元40被编程为以CFPD模式运行,在该CFPD模式中,经由排放泵49和阀37将流出物从患者P缓慢地移除到流出物容器15。同时控制单元40经由系统泵43和阀30以相同的速率(或可以是与排放流速不同的流速,例如以考虑到超滤)填充患者P。如果填充流速和排放流速相同,则除了随着超滤(“UF”)吸收的流体的体积,患者体内的净体积没有变化。控制单元40使流出物泵44以FO提取所期望的流速将流出物从流出物容器15移除到FO单元6的供给侧,其中,流出物未被提取的部分经由阀55从FO单元被传送到排放口75。在相同或不同的时间,控制单元40使稀释泵41以期望的流速经由阀45b和80将第一PD浓缩液泵送通过FO单元6的抽取侧,以将所需量的经稀释的PD浓缩液传送到容器9。在相同或不同的时间,控制单元40使第一PD浓缩液泵81从经稀释的PD浓缩液容器9移除经稀释的第一PD浓缩液,并将其传送到第二流体管线22。PD浓缩液泵81可以被控制,从而在传感器13处达到适当的电导率(其中在一个实施例中,第一PD浓缩液泵41和流出物泵44被控制以跟随PD浓缩液系统泵43的流速)。控制单元40还使系统泵43经由阀82从纯净水容器7中拉取期望量的纯净水。控制单元40还使第二PD浓缩液泵42和系统泵43以固定的流速运行,在一个实施例中,固定的流速是根据在初始阶段确定的流量比泵43/泵42(在该初始阶段,当产生的流体还不是正确的PD流体时,流体可以经由阀48被引导至流出物容器15,从而不丢失要排放的液体)。系统泵43将最终的PD流体经由阀30泵送至患者P。
替代地或附加地,图6的系统1的控制单元40可被编程为运行批次式APD处理。在图6中,在除了阀45b、55和80是打开的之外所有的阀都是关闭的情况下,系统1可以执行停留阶段,在该停留阶段中,最终的PD流体停留在患者P的腹膜腔内持续指定的时间段。控制单元40同时可以运行流出物泵44和稀释泵41以执行FO,产生新的经稀释的第一PD浓缩液并将其传送到经稀释的PD浓缩液容器9。
在CFPD模式或APD模式中,控制单元40可被编程为同时运行FO期并排空患者P。这里,除了阀45b、55和80是打开的并且泵44和41是运行的之外,阀37也是打开的并且排放泵49是运行的,以将来自患者P的流出物拉取到流出物容器15。排放阀55是打开的,以允许排放流体流向排放口75。
在CFPD模式或APD模式中,控制单元40可以被编程为同时运行FO期并用新鲜的经加热的最终的PD流体填充患者P。这里,当需要水进行进一步稀释时,除了阀45b、55和80是打开的(可选地,阀37是打开的)以及泵44和41在运行之外,阀30和82(水阀)也是打开的(阀32是关闭的))并且泵81、42和43是运行的。相反,如果经稀释的第一PD浓缩液被过度稀释,或者如果经稀释的PD浓缩液容器9是空的,则可以打开阀32以允许来自容器4a的纯的第一PD浓缩液经由稀释泵41被传送到第二流体管线22。
图6使CFPD(和APD)系统1能够尽可能节水,其中,使用流出物泵44的流出物流速可能低于使用排放泵49的患者排放流速。控制单元40能够控制流出物泵44泵送至FO单元6以使FO期独立于经由排放泵49泵送的排放流速。在一个示例中,使用排放泵49以200毫升/分钟执行完全排放,而流出物泵44提供例如30毫升/分钟的低且高效的流出物量。
还应当理解,排放泵49的放置使系统1能够对患者执行完全排放,其中,所有流出物可以经由泵49被移动到流出物容器15,然后使用流出物运行FO期。
图5至图7示出了本文讨论的系统1的任何版本(例如,图5的批次系统和图6的连续系统)可以通过沿着图5至图7中的患者流体管线11放置一个或多个消毒级过滤器69a、69b来运行。一个或多个消毒级过滤器69a、69b的孔径可以为约0.2微米(可以更大或更小),这将最终的PD流体置于适合传送给患者P的无菌条件下。例如,一个或多个过滤器69a、69b可以允许纯净水容器7中的水被保持在纯净水平而不是消毒水平。两个消毒级过滤器69a和69b在过滤器之一故障的情况下提供冗余。同样,消毒级过滤器69a、69b可以与本文讨论的系统1的任何实施例一起设置。
图6还示出了本文讨论的系统1的任何版本可以包括沿着流出物管线5定位的粗过滤器或预过滤器70。在下面讨论的图7中,或者系统1的任何其他批次版本中,粗过滤器70可以沿着流出物支路管线5定位,而消毒级过滤器69a和69b沿着通向公共流出物/新鲜患者流体管线5/11的新支路管线11定位。例如,粗过滤器70可以具有较大的孔径,该较大的孔径被选择为去除纤维蛋白或其他患者材料,防止它们到达FO单元6。粗过滤器70还可以减少FO单元6处的结垢。同样,粗过滤器70可以与本文讨论的系统1的任何实施例一起设置。
现在参考图7,示出了系统1的替代的在线批次版本。图7包括许多与先前描述的系统相同的组件,这些组件被相同地编号并且包括上面针对相同编号的组件所讨论的所有结构、功能和替代方案。在图7中,提供了在控制单元40的控制下的专用的第一PD浓缩液泵57,该泵沿着从第一流体管线21分支到FO单元6的抽取侧的管线定位。专用的第一PD浓缩液泵57使第一PD浓缩液(例如,缓冲液)能够从第一PD浓缩液容器4a被拉取并被推动通过FO单元6以经由管线27到达经稀释的PD浓缩液容器9,同时稀释泵41经由管线27将经稀释的第一PD浓缩液容器从经稀释的PD浓缩液容器9拉取。
由于FO期的时间是重要的决定因素,因此可能期望在完成排放后尽快开始该FO期。添加的第一PD浓缩液泵57可以是准确的泵(例如,膜泵或活塞泵),使得FO期能够与混合期并行运行。当不存在流出物时,稀释泵41传送经稀释的第一浓缩液,以便被添加到葡萄糖和可能的纯净水,以制成期望的最终的PD流体以传送给患者P。同时,添加的第一PD浓缩液泵57执行FO。
使用稀释泵41的再循环可以如本文所描述的那样被执行,并且可以在患者填充完成后立即开始。在图7中,经稀释的第一PD浓缩液从管线27供给到经稀释的PD浓缩液容器9,其中,管线27不包括浓度或电导率传感器8。原因是不干扰经由管线18离开经稀释的PD浓缩液容器9的经稀释的第一PD流体的浓度,该经稀释的第一PD流体通过浓度或电导率传感器8以进行检查并反馈到控制单元40。替代地,浓度或电导率传感器8可以被移动到管线27,其中假设经稀释的PD浓缩液容器9中的经稀释的浓缩液在填充开始时是均质的。然后可以将新的经稀释的第一PD浓缩液与前一期的经稀释的第一PD浓缩液进行比较。
尽管已经结合当前被认为是最实用和优选的实施例描述了本发明,但是应当理解,本发明不限于公开的实施例,相反,本发明旨在覆盖包括在所附权利要求书的范围内的各种修改和等同布置。
Claims (22)
1.一种用于产生用于腹膜透析PD的流体的系统(1),所述系统(1)包括:
流体路径(2),包括:两个或更多个PD浓缩液连接器(3a、3b、3c),每个连接器被配置为连接到PD浓缩流体(4a、4b、4c)的源;以及入口连接器(5a、23a),被配置为连接到流体管线(5、11),所述流体管线(5、11)被布置为用于输送来自患者的流出流体;
正向渗透FO单元(6),包括由FO膜(6c)分隔开的抽取侧(6a)和供给侧(6b),所述FO单元(6)流体连接到所述流体路径(2),其中,所述FO单元(6)被配置为在所述抽取侧(6a)接收一种或多种PD浓缩流体(4a、4b)并在所述供给侧(6b)接收流出物,其中,借助于所述抽取侧(6a)与所述供给侧(6b)之间的渗透压梯度,将水通过所述FO膜(6c)从所述流出物输送到所述一种或多种PD浓缩流体,从而将所述一种或多种PD浓缩流体稀释成经稀释的PD浓缩流体;
浓度传感器(8),被配置为感测所述经稀释的PD浓缩流体的浓度,或称重秤(72),用于感测所述经稀释的PD浓缩流体的重量;以及
控制装置(10),被配置为:
控制流出流体进入所述供给侧(6b)的流速,
基于(i)由所述浓度传感器(8)感测到的浓度或(ii)由所述称重秤(72)感测到的重量,控制所述一种或多种PD浓缩流体(4a、4b)进入所述抽取侧(6a)的流速,以产生所述经稀释的PD浓缩流体,并且
控制第二浓缩液或第三浓缩液(4c)进入所述经稀释的PD浓缩流体的流速以形成最终的PD流体。
2.根据权利要求1所述的系统(1),其中,(i)控制所述流出流体进入所述供给侧(6b)的流速,以及(ii)控制所述一种或多种PD浓缩流体(4a,4b)的流速以产生所述经稀释的PD浓缩流体,在处理之前被执行。
3.根据权利要求1或2所述的系统(1),其中,所述控制装置(10)包括第一泵(41),所述第一泵(41)被配置为将所述一种或多种PD浓缩流体泵入所述抽取侧(6a)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的系统(1),其中,所述控制装置(10)被配置为使得在处理之前执行:输送来自患者的流出流体以供储存。
5.根据权利要求3或4所述的系统(1),所述系统包括第二泵(42),所述第二泵(42)被配置为泵送所述第二浓缩液或第三浓缩液,所述第二浓缩液或第三浓缩液包括渗透剂。
6.根据前述权利要求中任一项所述的系统(1),所述系统(1)包括流体路径(2),所述流体路径(2)包括在所述FO渗透单元(6)下游的水源连接器(3d),所述水源连接器(3d)被配置为连接到纯净水源(7),并且其中,所述控制装置(10)被配置为使来自所述纯净水源(7)的纯净水被供应到所述经稀释的PD浓缩流体,以达到最终的PD流体的规定组成。
7.根据权利要求6所述的系统(1),所述系统(1)被配置为感测所述最终的PD流体的浓度,其中,所述控制装置(10)被配置为控制经稀释的所述一种或多种PD浓缩流体(4a、4b)和所述第二浓缩液或第三浓缩液(4c)的流速,以基于感测到的所述最终的PD流体的浓度达到所述最终的PD流体的规定组成。
8.根据前述权利要求中任一项所述的系统(1),所述系统(1)包括系统泵(43),所述系统泵(43)被配置为泵送所述最终的PD流体的流速。
9.根据前述权利要求中任一项所述的系统(1),所述系统(1)包括流体连接或可连接到所述流体路径(2)的经稀释的PD浓缩液容器(9),其中,所述经稀释的PD浓缩液容器(9)被布置成接收所述经稀释的PD浓缩流体,并且其中,所述经稀释的PD浓缩液容器(9)可选地最初部分地填充有纯净水。
10.根据前述权利要求中任一项所述的系统(1),所述系统(1)包括流出物泵(44),所述流出物泵(44)被配置为将流出流体的流速泵入所述供给侧(6b)。
11.根据前述权利要求中任一项所述的系统(1),所述系统(1)包括加热器(14),所述加热器(14)被配置为加热所述流体路径(2)中的流体。
12.根据前述权利要求中任一项所述的系统(1),所述系统(1)包括流体连接到所述流体路径(2)和所述入口连接器(5a、23a)的流出物容器(15),其中,所述流出物容器(15)被布置成在从患者接收到的流出流体被输入所述供给侧(6b)之前收集所述从患者接收到的流出流体。
13.根据前述权利要求中任一项所述的系统(1),其中,所述流体路径(2)包括循环流体路径(16),并且其中,所述控制装置(10)被配置为使所述经稀释的PD浓缩流体在所述循环流体路径(16)中循环,直到满足所述经稀释的PD浓缩流体的混合标准为止。
14.根据前述权利要求中任一项所述的系统(1),其中,所述一种或多种PD浓缩流体(4a、4b)包括流体,所述流体包括乳酸、乙酸、柠檬酸、碳酸氢盐、NaCl、MgCl2、CaCl2或KCl中的一种或多种。
15.根据前述权利要求中任一项所述的系统(1),其中,所述PD浓缩流体(4a、4b)中的一种包括比PD浓缩液的完全混合版本中的组分溶液更高浓度的组分溶液,例如,NaCl,并且其他所述PD浓缩流体(4a、4b)包括剩余的浓缩液。
16.根据权利要求9至15中任一项所述的系统(1),其中,所述称重秤(72)被配置为与所述经稀释的PD浓缩液容器(9)一起操作,并且所述系统(1)包括第二称重秤(73),所述第二称重秤(73)被配置为与所述一种或多种PD浓缩流体(4a、4b)一起操作。
17.根据前述权利要求中任一项所述的系统(1),所述系统(1)为连续流动腹膜透析CFPD系统,并且包括排放泵(49),所述排放泵(49)被定位和布置成将来自患者的流出物泵送至用于传送至所述FO单元(6)的供给侧(6b)的位置。
18.根据权利要求9至17中任一项所述的系统(1),其中,所述控制装置(10)包括第一泵(41)和第二PD浓缩液泵(57),所述第一泵(41)被配置为从所述经稀释的PD浓缩液容器(9)泵送经稀释的所述一种或多种PD浓缩流体,所述第二PD浓缩液泵(57)被配置为将所述一种或多种PD浓缩流体泵入所述FO单元(6)的抽取侧(6a)。
19.根据前述权利要求中任一项所述的系统(1),所述系统(1)包括管线(47)和阀(48),所述管线(47)和阀(48)被定位和布置成使最初但未完全经稀释的PD浓缩流体能够被重新定向以传送至所述FO单元(6)的供给侧(6b)。
20.根据前述权利要求中任一项所述的系统(1),所述系统(1)包括装置(54),所述装置(54)被配置和布置成在所述FO单元(6)的所述供给侧(6b)上产生比在所述抽取侧(6a)更高的压力。
21.一种用于在系统(1)中产生用于腹膜透析PD的流体的方法,所述系统(1)包括正向渗透FO单元(6),所述FO单元(6)包括由FO膜(6c)分隔开的抽取侧(6a)和供给侧(6b),所述FO单元(6)被配置为在所述抽取侧(6a)接收一种或多种PD浓缩流体(4a、4b)并在所述供给侧(6b)接收来自PD患者的流出流体,以借助于所述抽取侧(6a)与所述供给侧(6b)之间的渗透压梯度通过所述FO膜(6c)将水从流出物输送到所述一种或多种PD浓缩流体,从而将所述一种或多种PD浓缩流体(4a,4b)稀释成经稀释的PD浓缩流体,所述方法包括:
控制(S2)所述流出流体进入所述FO单元(6)的所述供给侧(6b)的流速;
基于(i)由浓度传感器(8)感测到的浓度或(ii)由称重秤(72)感测到的重量,控制(S3)所述一种或多种PD浓缩流体(4a、4b)进入所述抽取侧(6a)的流速,以产生所述经稀释的PD浓缩流体;以及
控制(S7)第二浓缩液或第三浓缩液(4c)进入所述经稀释的PD浓缩流体的流速以形成最终的PD流体。
22.根据权利要求21所述的方法,其中,控制所述流出物的流速和所述一种或多种PD浓缩流体(4a、4b)的流速在处理之前被执行,并且控制所述第二浓缩液或第三浓缩液的流速在处理期间被执行。
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